發(fā)光裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及發(fā)光裝置的制造技術(shù)，公開了一種發(fā)光裝置。在本實用新型中，光源基板與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合，以形成為整體，從而在光源基板與散熱器基板的原子間結(jié)合或分子間結(jié)合處形成直接散熱通路，使得置于其上的芯片的導(dǎo)熱途徑短、熱阻小。此外，使用熔接焊或攪拌摩擦焊或超聲波焊接使光源基板與散熱器基板形成為整體，在生產(chǎn)過程中沒有焊料消耗。
【專利說明】
發(fā)光裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及發(fā)光裝置的制造技術(shù)，特別涉及發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的COB(板上芯片，Chip On Board)基板主要有兩種:
[0003]I)金屬基板，以導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬，如純銅，純鋁等做基板8’的基材，上面粘合印刷線路板4’。印刷線路板4’的電氣線路與金屬基板間由絕緣材料5’隔離。LED(發(fā)光二極管，Light Emitting D1de)芯片I’用膠3’粘合在金屬基板上，各芯片間用金屬線2’鍵合做電氣連接，連接后芯片的正負(fù)極分別通過印刷線路板4 ’與LED驅(qū)動電源的輸出端連接。LED芯片I’與金屬基板作導(dǎo)熱連接，LED芯片I’通過印刷線路板與LED驅(qū)動電源的輸出端作電氣連接。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，還包括熒光膠6’和圍壩7’，基板8’通過導(dǎo)熱膠10’或螺絲或?qū)崮z加螺絲(鉚接或壓接)或釬焊與散熱器9’連接；
[0004]2)陶瓷基板，以導(dǎo)熱系數(shù)高的不導(dǎo)電陶瓷材料，如氮化鋁，氧化鋁等做基板8’的基材，上面燒結(jié)金屬印刷線路4’IED芯片I’用膠3’粘合在陶瓷基板上，各芯片間用金屬導(dǎo)線2’鍵合做電氣連接，連接后芯片的正負(fù)極分別通過金屬印刷線路4’與LED驅(qū)動電源的輸出端連接。LED芯片I’與陶瓷基板作導(dǎo)熱連接，LED芯片I’通過金屬導(dǎo)線2’鍵合印刷線路4’與LED驅(qū)動電源的輸出端作電氣連接。COB基板的作用是提供LED芯片以一定的排列固定在基板上，與基板形成導(dǎo)熱連接和電氣連接。制成的COB光源的基板，再用螺釘、膠合或焊接的方式同散熱器9’連接。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，類似地，還包括熒光膠6’和圍壩7’，基板8’通過導(dǎo)熱膠10’或螺絲或?qū)崮z加螺絲(鉚接或壓接)或釬焊與散熱器9’連接。
[0005]但是本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述結(jié)構(gòu)還存在以下缺點:
[0006]I)對最終制成的LED燈泡而言，LED芯片導(dǎo)熱途徑長，熱阻大；
[0007]2)生產(chǎn)過程耗材料，耗能大，生產(chǎn)成本高；
[0008]3)生產(chǎn)過程有化學(xué)腐蝕和清洗過程，不環(huán)保；
[0009]4)LED光源在LED燈泡的生產(chǎn)組裝時工藝繁雜，生產(chǎn)效率低；
[0010]5)長期工作可靠性差。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的在于提供一種發(fā)光裝置，使得芯片導(dǎo)熱途徑短、熱阻小，并且耗材少、組裝簡單，可靠性高。
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施方式公開了一種發(fā)光裝置，發(fā)光裝置包括芯片、導(dǎo)電線路、絕緣層、光源基板和散熱器基板；
[0013]芯片置于光源基板的表面，光源基板與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合；
[0014]導(dǎo)電線路與光源基板之間設(shè)有絕緣層；
[0015]芯片的正負(fù)極分別通過導(dǎo)電線路與驅(qū)動電源的輸出端連接。
[0016]本實用新型實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于:
[0017]在本實用新型的發(fā)光裝置中，光源基板與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合，以形成為整體，從而在光源基板與散熱器基板的原子間結(jié)合或分子間結(jié)合處形成直接散熱通路，使得置于其上的芯片的導(dǎo)熱途徑短、熱阻小。
[0018]進(jìn)一步地，使用熔接焊或攪拌摩擦焊或超聲波焊接使光源基板與散熱器基板形成為整體，在生產(chǎn)過程中沒有焊料消耗。
[0019]進(jìn)一步地，芯片的正負(fù)極使用超聲波焊接與導(dǎo)電線路進(jìn)行電連接，不但連接性能可靠，而且無焊料損耗。
[0020]進(jìn)一步地，散熱器基板與散熱器的其余部分使用相同的材料，具有相同的熱膨脹系數(shù)，從而不容易引起因變形造成的損壞，可靠性高。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有的LED發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是現(xiàn)有的LED發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本實用新型第一實施方式中一種發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本實用新型第二實施方式中一種發(fā)光裝置的制造方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0026]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0027]本實用新型第一實施方式涉及一種發(fā)光裝置。圖3是該發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該發(fā)光裝置包括芯片1、導(dǎo)電線路4、絕緣層5、光源基板8和散熱器基板9。
[0028]上述芯片I置于光源基板8的表面，光源基板8與散熱器基板9原子間結(jié)合或分子間全士么云口口 ο
[0029]可以理解，光源基板8通過金屬焊接與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合。金屬焊接是指通過適當(dāng)?shù)氖侄?，使兩個分離的金屬物體(同種金屬或異種金屬)產(chǎn)生原子(分子)間結(jié)合而連接成一體的連接方法。金屬焊接包括逆變電阻焊、直流電阻焊、熔接焊、攪拌摩?祭焊等等。
[0030]在本實施方式中，優(yōu)選地，光源基板8通過熔接焊或攪拌摩擦焊或超聲波焊接與散熱器基板9原子間結(jié)合或分子間結(jié)合。使用熔接焊或攪拌摩擦焊或超聲波焊接使光源基板8與散熱器基板9形成為整體，在生產(chǎn)過程中沒有焊料消耗?？梢岳斫猓劢雍甘且猿哳l率振動的焊頭在適度壓力下，使二塊金屬的接合面產(chǎn)生摩擦熱而瞬間熔融接合，焊接強度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計，可達(dá)到水密及氣密，并免除采用輔助品所帶來的不便，實現(xiàn)高效清潔的熔接。攪拌摩擦焊是通過高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭與被焊接材料表面間生成的摩擦熱使攪拌頭鄰近區(qū)域的材料受熱達(dá)到熔融狀態(tài)，在攪拌頭軸肩的鍛造作用下，實現(xiàn)工件之間的連接。
[0031]可選地，光源基板8與散熱器基板9之間包括至少兩個焊接點，焊接點是圓孔形的。由于光源基板8本身材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)，光源基板8與散熱器基板9之間的焊接點只需要較小面積，即可達(dá)到散熱效果?？梢岳斫猓诒緦嵱眯滦偷钠渌麑嵤┓绞街?，焊接點也可以是其他數(shù)量和/或其他形狀，根據(jù)實際結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置，不限于上述的配置。
[0032]此外，可以理解，在本實用新型的其他實施方式中，也可以使用高溫高壓或其他方式使光源基板8與散熱器基板9原子間結(jié)合或分子間結(jié)合。
[0033]作為可選實施方式，光源基板8與散熱器基板9的材料相同，例如都使用鋁或銅。光源基板8與散熱器基板9使用相同的材料，具有相同的熱膨脹系數(shù)，從而不容易引起因變形造成的損壞，可靠性高。此外，可以理解，只要能形成散熱通路，光源基板8與散熱器基板9也可以采用不同的材料。
[0034]導(dǎo)電線路4與光源基板8之間設(shè)有絕緣層5。優(yōu)選地，在本實施方式中，絕緣層5通過印刷或噴涂在光源基板8上形成?？梢岳斫?，在本實用新型的其他實施方式中，絕緣層5也可以通過光刻或其他傳統(tǒng)方式形成。
[0035]通過印刷或噴涂的方法在光源基板8需要設(shè)置導(dǎo)電線路4的位置上形成絕緣層，在生產(chǎn)過程中不需要進(jìn)行化學(xué)腐蝕和清洗，清潔環(huán)保。
[0036]可選地，導(dǎo)電線路4可以通過將成型后的金屬箔接合于絕緣層5上形成，或者導(dǎo)電線路4和絕緣層5可以以印刷線路板形式粘合在光源基板8上。
[0037]在光源基板8需要設(shè)置導(dǎo)電線路4的位置上通過將成型后的金屬箔接合于絕緣層5來形成導(dǎo)電線路4，在生產(chǎn)過程中不需要進(jìn)行化學(xué)腐蝕和清洗，清潔環(huán)保。當(dāng)然，可以理解，在本實用新型的其他實施方式中，導(dǎo)電線路也可以通過其他傳統(tǒng)方式形成。
[0038]芯片I的正負(fù)極分別通過導(dǎo)電線路4與驅(qū)動電源的輸出端連接。優(yōu)選地，芯片I的正負(fù)極通過超聲波焊接分別與導(dǎo)電線路4電連接以與驅(qū)動電源的輸出端連接。這樣，芯片I的正負(fù)極與導(dǎo)電線路4之間不但連接性能可靠，而且無焊料損耗?？梢岳斫?，超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。
[0039]此外，可以理解，在光源基板的表面放置單個芯片I時，引出該單個芯片I的一對正負(fù)極;在光源基板的表面放置多個芯片I時，可以將多個芯片I串聯(lián)或并聯(lián)后，引出一對正負(fù)極，也可以將多個芯片I串并聯(lián)后，引出多對正負(fù)極。此外，可以理解，在本實用新型的其他實施方式中，多個芯片I也可以通過金屬引線2鍵合、倒裝焊、球焊等其他方式進(jìn)行電連接，同樣能實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案。
[0040]優(yōu)選地，在本實施方式中，芯片I通過粘合劑3粘合于光源基板8上。此外，可以理解，在本實用新型的其他實施方式中，也可以將芯片通過焊接材料焊接、燒結(jié)等其他方式置于光源基板上，不限于上述的粘合劑粘合。
[0041 ]在一個優(yōu)選例中，上述發(fā)光裝置還包括圍壩7和熒光膠6。
[0042]如圖3所示，在芯片I四周設(shè)有圍壩7，熒光膠6填充于圍壩7內(nèi)并覆蓋芯片I。
[0043]導(dǎo)電線路4的至少一部分在圍壩7外以與驅(qū)動電源的輸出端連接。
[0044]可以理解，在本實用新型的其他實施方式中，也可以不設(shè)圍壩。
[0045]此外，可以理解，在本實用新型的其他實施方式中，也可以使用硅膠等其他材料來覆蓋芯片，不限于上述的熒光膠。
[0046]在本實施方式中，光源基板與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合，以形成為整體，從而在光源基板與散熱器基板的原子間結(jié)合或分子間結(jié)合處形成直接散熱通路，使得置于其上的芯片的導(dǎo)熱途徑短、熱阻小。
[0047]在本實用新型的各個實施方式中，散熱器基板9與散熱器的其余部分可以是一體成型的，也可以是組裝形成散熱器。
[0048]例如，上述散熱器基板9與散熱器的其余部分可以過盈配合。此時，散熱器的其余部分可以為適于與散熱器基板9的形狀進(jìn)行過盈配合的構(gòu)造，例如散熱器套筒、散熱器太陽花或其他構(gòu)造等。由于散熱器基板9本身材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)，散熱器基板9與散熱器的其余部分之間只需要較小的接觸面積，即可達(dá)到散熱效果。
[0049]本實用新型第二實施方式涉及一種發(fā)光裝置的制造方法。圖4是該發(fā)光裝置的制造方法的流程示意圖。如圖4所示，該發(fā)光裝置的制造方法包括以下步驟:
[0050]在步驟401中，提供散熱器基板。
[0051]此后進(jìn)入步驟402，使光源基板與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合，以形成為整體。在本實施方式中，優(yōu)選地，通過熔接焊或攪拌摩擦焊或超聲波焊接使光源基板與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合。使用熔接焊或攪拌摩擦焊或超聲波焊接使光源基板與散熱器基板形成為整體，在生產(chǎn)過程中沒有焊料消耗。
[0052]可選地，光源基板與散熱器基板之間包括至少兩個焊接點，焊接點是圓孔形的。由于光源基板本身材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)，光源基板與散熱器基板之間的焊接點只需要較小面積，即可達(dá)到散熱效果?？梢岳斫猓诒緦嵱眯滦偷钠渌麑嵤┓绞街?，焊接點也可以是其他數(shù)量和/或其他形狀，根據(jù)實際結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置，不限于上述的配置。
[0053]此外，可以理解，在本實用新型的其他實施方式中，也可以使用高溫高壓或其他方式使光源基板與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合。
[0054]作為可選實施方式，光源基板與散熱器基板的材料相同，例如都使用鋁或銅。光源基板與散熱器基板使用相同的材料，具有相同的熱膨脹系數(shù)，從而不容易引起因變形造成的損壞，可靠性高。此外，可以理解，只要能形成散熱通路，光源基板與散熱器基板也可以采用不同的材料。
[0055]此后進(jìn)入步驟403，在光源基板上形成導(dǎo)電線路和絕緣層，其中絕緣層設(shè)于導(dǎo)電線路與光源基板之間。
[0056]此后進(jìn)入步驟404，在光源基板的表面放置芯片，并將芯片的正負(fù)極分別通過導(dǎo)電線路與驅(qū)動電源的輸出端連接。優(yōu)選地，通過超聲波焊接將芯片的正負(fù)極分別與導(dǎo)電線路電連接以與驅(qū)動電源的輸出端連接。這樣，芯片的正負(fù)極與導(dǎo)電線路之間不但連接性能可靠，而且無焊料損耗。
[0057]可以理解，在光源基板的表面放置單個芯片時，引出該單個芯片的一對正負(fù)極;在光源基板的表面放置多個芯片時，可以將多個芯片串聯(lián)或并聯(lián)后，引出一對正負(fù)極，也可以將多個芯片串并聯(lián)后，引出多對正負(fù)極。此外，可以理解，在本實用新型的其他實施方式中，多個芯片也可以通過金屬引線鍵合、倒裝焊、球焊等其他方式進(jìn)行電連接，同樣能實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案。
[0058]在本實施方式中，光源基板與散熱器基板原子間結(jié)合或分子間結(jié)合，以形成為整體，從而在光源基板與散熱器基板的原子間結(jié)合或分子間結(jié)合處形成直接散熱通路，使得置于其上的芯片的導(dǎo)熱途徑短、熱阻小。
[0059]在本實用新型的各個實施方式中，散熱器基板與散熱器的其余部分可以是一體成型的，也可以是組裝形成散熱器。
[0060]例如，上述制造方法還可以包括以下步驟:
[0061 ]使散熱器基板與散熱器的其余部分過盈配合。
[0062]此時，散熱器的其余部分可以為適于與散熱器基板的形狀進(jìn)行過盈配合的構(gòu)造，例如散熱器套筒、散熱器太陽花或其他構(gòu)造等。由于散熱器基板本身材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)，散熱器基板與散熱器的其余部分之間只需要較小的接觸面積，即可達(dá)到散熱效果。
[0063]本實施方式是與第一實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實施方式中。
[0064]綜上，不用導(dǎo)熱膠或?qū)崞?，不用螺釘，本申請采用金屬焊接，例如熔接焊、摩擦熔接焊、超聲波焊接等新工藝，將光源基板直接接合在散熱部件上，生產(chǎn)效率高，導(dǎo)熱效果好，生成成本低且長期工作可靠性高、
[0065]需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0066]雖然通過參照本實用新型的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置包括芯片、導(dǎo)電線路、絕緣層、光源基板和散熱器基板； 所述芯片置于所述光源基板的表面，所述光源基板與所述散熱器基板通過熔接焊或攪拌摩擦焊或超聲波焊接相互連接； 所述導(dǎo)電線路與所述光源基板之間設(shè)有所述絕緣層； 所述芯片的正負(fù)極分別通過所述導(dǎo)電線路與驅(qū)動電源的輸出端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述芯片的正負(fù)極通過超聲波焊接分別與所述導(dǎo)電線路電連接以與驅(qū)動電源的輸出端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述散熱器基板與散熱器的其余部分過盈配合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述光源基板與所述散熱器基板的材料相同。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述光源基板和所述散熱器基板的材料為銅或鋁。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述光源基板與所述散熱器基板的材料不同。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述芯片通過粘合劑粘合或通過焊接材料焊接于所述光源基板上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述絕緣層通過印刷或噴涂在所述光源基板上形成。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置還包括圍壩和熒光膠； 在所述芯片四周設(shè)有所述圍壩，所述熒光膠填充于所述圍壩內(nèi)并覆蓋所述芯片； 所述導(dǎo)電線路的至少一部分在所述圍壩外以與所述驅(qū)動電源的輸出端連接。
【文檔編號】H01L33/00GK205542894SQ201521074849
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年12月21日
【發(fā)明人】俞志龍
【申請人】上海威廉照明電氣有限公司